Slimme sensing: Drijvende kracht achter snelle groei in IoT & IIoT infrastructuur

Wanneer slimme sensing-oplossingen zijn verbonden, kunnen cruciale datapunten organisaties helpen geïnformeerde beslissingen te nemen om prestaties te optimaliseren, problemen te voorkomen en op te lossen, onderhoud te voorspellen en efficiëntie te verhogen.

Of u nu één of meerdere zaken wilt monitoren in uw industriële toepassing, het implementeren van een veelzijdig slimme sensing-platform is logisch. Een platform dat verschillende sensortypen met diverse connectiviteitsopties en cloud- of on-premises monitoring biedt, geeft een betere mogelijkheid om allerlei kritische operationele data te verzamelen.

Het is mogelijk om meerdere IoT-sensing- en connectiviteitsplatforms in één te hebben; bijvoorbeeld hardware en firmware (sensoren, gateways en accessoires) met cloud- en on-premises connectiviteit en software. Eenmaal geïmplementeerd, kunt u efficiënt verzamelen, veilig ontvangen en snel reageren op IoT-sensordata.

Een breed scala aan sensoren kan bijna elke algemene of ongewone industriële toepassing monitoren. Denk aan sensoren die bananenrijping, stortplaatsafvaltemperatuur, bedwants warmtebehandeling, of luchtsnelheid in een HVAC-systeem van een voedingsverwerkingsfabriek monitoren.

Wi-Fi, Power over Ethernet en cellulaire sensoren kunnen omgevingscondities, stroom, beweging, temperatuur, licht, vochtigheid, water, trilling, stroom, druk, beweging, gassen, toegang en meer monitoren.

Afbeelding 1. Enkele van de algemene en ongewone IoT-toepassingen. (Afbeelding: Monnit)

Hoe draadloze sensoren werken

Monnit's ALTA draadloze sensoren, bijvoorbeeld, draaien op lage stroom, hebben een langeafstand multi-frequentie radio, en een flexibele microcontroller met interferentie-immuniteit. Ze sturen data door middel van cellulaire of Ethernet-gateways naar cloud-software, zodat u op afstand kunt configureren, monitoren en veel operaties kunt automatiseren.

Bijna elke van deze sensoren monitort temperatuur naast de primaire meting. Sommige, zoals de geavanceerde trillingsmeter, verzamelen meerdere datapunten. Het meet trillingsfrequentie, piekfactor, snelheid, verplaatsing, versnelling, cyclisch belasting, en temperatuur.

Als voorbeelden van de veelzijdigheid van wat slimme sensoren kunnen bieden:

• Draadloze connectiviteit tot 2.000+ voet afstand door 18+ muren of verdiepingen wanneer verbonden met de Monnit ALTA XL Gateway.

• Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) integratie voor groter draadloos bereik en intelligente signaalinterferentietolerantie met bescherming tegen fysieke obstructies, externe radiofrequentiesystemen en elektromagnetische interferentie (EMI).

• Elliptic Curve Diffie-Hellman 256-bit sleuteluitwisseling, 128-bit Advanced Encryption Standard (AES), 256-bit Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3), en Cipher Block Chaining (CBC) beveiliging.

• Datalogging van 2.000 tot 4.000 metingen als de gatewayverbinding verloren gaat (non-volatile flash, blijft behouden door stroomcycli).

• Firmware over-the-air (FOTA) updates en sensorinstellingen configuratie via de cloud leveren.

Afbeelding 2. Meerdere sensortypen en connectiviteit — draadloos, cellulair, Wi-Fi en Power over Ethernet — bieden de flexibiliteit om variërende toepassingen te ondersteunen. (Afbeelding: Monnit)

Een Site Survey Tool kan helpen de beste locatie met het sterkste en hoogste kwaliteitssignaal voor sensorplaatsing te bepalen. Monnit helpt klanten NIST-certificering te behalen voor hun Standaard Temperatuur, Lage Temperatuur, en Vochtigheidssensoren.

Flexibele langeafstand draadloze connectiviteit

De ALTA en ALTA XL Enterprise en Industriële IoT Cellulaire Gateways combineren een 4G LTE CAT-M1/NB2 motor en Enterprise Ethernet platform met Monnit's draadloze toegangspuntnetwerk om sensordata te aggregeren en te communiceren.

Belangrijkste kenmerken zijn:

• IoT Gateways communiceren met sensoren tot één mijl (line-of-sight) en 1.200 ft+ door 12+ muren (non-line-of-sight).

• IoT Gateways (1-watt transmissie kracht) ontvangen en sturen data 2.000 ft+ door 18+ muren in commerciële gebouwomgevingen.

• Beveiliging door Diffie-Hellman 256-bit Sleuteluitwisseling en AES-128 CBC.

• Ondersteuning tot 100 sensoren per gateway.

• Onderbroken dataverzameling via onboard geheugen dat opslaat en stuurt tot 32.000 sensorbestanden na een internetstoring.

• LTE CAT-M1/NB2 voor wereldwijd gebruik in banden 1–5, 8, 12, 13, 18–20, 25–28, 66, 71, en 85.

• Firmware over-the-air (FOTA) software updates.

• Locatiebewustzijn add-on service van een GNSS chipset ondersteunend GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo, en QZSS satellieten om data te verzamelen die kan worden gedistribueerd via een API.

Monnit Ethernet Gateways staan ALTA Sensoren toe om te communiceren met iMonnit™ Software zonder PC, wat diverse draadloze IoT-toepassingen accommodeert. Lever stroom en plug een gateway in een open Ethernet-poort met een internetverbinding, en het verbindt automatisch met onze online servers.

Het ALTA-framework aanpassen aan diverse toepassingen

Ons langeafstand software-gedefinieerde draadloze sensorframework is gebaseerd op het Kelly Real-Time Operating System (KRTOS). De code beheert de realtime en niet-tijdkritische processen voor sensoren en gateways. Zoals andere embedded besturingssystemen, biedt KRTOS specifieke regels voor verschillende procesverkiezingen, privileges en toegangsniveaus van processorbronnen.

Ons framework beheert twee primaire processtypen: één voor de radio en de ander voor toepassingsspecifieke verwerking. Het radioproces heeft microseconde-eisen voor realtime operaties ter ondersteuning van frequency-hopping spread spectrum (FHSS) sequentie en timing.

Onze toepassingsprofielprocessen zijn relatief generiek geschreven zodat alle ALTA Sensoren periodiek kunnen meten en datapunten kunnen creëren. Sommige sensing-toepassingen vereisen strikte tijdsgevoelige operaties die van sensor tot sensor verschillen. Deze operaties kunnen efficiënt worden uitgevoerd dankzij de controle die onze hardware en KRTOS toestaan.

Afbeelding 3. Temperatuurmonitoring van restaurant walk-in koelkasten is een van de meest voorkomende IoT-toepassingen. (Afbeelding: Monnit)

Er is ook een toepassingsframework met KRTOS voor precieze tijdsgecontroleerde processen. Het kan diverse sensortoepassingen aan en vergemakkelijkt integratie in het ALTA-platform.

Gemeenschappelijke functies, methoden en operaties die door onze sensoren worden gebruikt, worden ondersteund. Dit helpt ingenieurs om nieuwe sensortoepassingen aan het platform aan te passen en een standaard beheersoftware-interface met bekende functionaliteit te bieden.

Circle™ Cellulaire IoT Sensoren

Deze sensoren combineren sensor- en gateway-motoren in één apparaat en een chipset om toepassingen met de IoT via cellulaire diensten te verbinden. De sensoren zijn ontworpen voor toepassingen in afgelegen locaties die internetinfrastructuur missen.

Laag-stroom cellulaire IoT sensoren:

• Draaien op CAT-M1 of NB-IoT netwerken voor direct-naar-cloud communicatie.

• Meten en sturen twee of meer datapunten met behulp van diverse losmaakbare leads.

• Hebben een robuuste cellulaire module en edge data processor.

Next™ Wi-Fi Sensoren

Onze tweede generatie Wi-Fi sensoren bieden een breed netwerkbereik en sterk signaal.

Belangrijkste kenmerken zijn:

• Data van acht verschillende sensortypen tot 125 voet afstand door vijf muren.

• Protocol: 802.11 b.

• Bereik: 125 voet door vijf muren of 500 voet line-of-sight.

• Frequentieband: 2.412–2.484 GHz.

• Beveiliging: Open, WPA, WPA2, WPA3, en Advanced Encryption Standard (AES)-128 Cipher Block Chaining (CBC) voor sensordata berichten.

• Netwerkinstellingen: Auto DHCP/DNS of Statisch.

• Data Snelheid: Auto configureert naar de beste snelheid voor maximaal bereik.

Afbeelding 4. Slimme sensoren maken edge computing mogelijk, wat essentieel is voor een efficiënt sensornetwerk. (Afbeelding: VectorMine/Adobe Stock)

PoE•X Sensoren

Elf verschillende PoE•X Sensoren pluggen in een gebouw's Power over Ethernet (PoE) infrastructuur en monitoren kritische systemen op afstand. Deze data biedt slimme gebouwinzichten om operaties te economiseren door middelen te besparen terwijl comfort wordt verbeterd.

De sensoren gebruiken dezelfde PoE-kabel om zowel stroom te ontvangen als data te transmitteren. Deze twee-in-een mogelijkheid optimaliseert ruimtegebruik en adressiert brede layoutbehoeftes en hoog-dichtheid sensornetwerken, zoals die voor datacenters.

Vooruitgang die slimme sensing beïnvloedt

Technologieën die ooit als futuristisch werden beschouwd, zijn steeds meer mainstream en helpen slimme sensing in veel industrieën vooruit.

• Kunstmatige Intelligentie (AI), Computer Vision (CV), en Machine Learning (ML) maken realtime dataverwerking, geavanceerde patroonherkenning en voorspellende analytics mogelijk, wat leidt tot slimme automatisering, geoptimaliseerde efficiëntie en geïnformeerde besluitvorming.

• Virtuele, Augmented en Mixed Reality (VR, AR, en MR), en digitale tweelingen verbeteren immersieve datavisualisatie, realtime remote monitoring en interactieve controle in IoT-toepassingen.

• CAT-M1, NB-IoT, edge processing, en 5G cellulaire technologieën bieden snellere, betrouwbaardere en energie-efficiëntere connectiviteit, ondersteunend realtime dataverwerking, uitgebreid apparaatbereik en geavanceerde automatisering.

• Plug-and-play multisensoren en microsensoren bieden naadloze integratie en connectiviteit, wat IoT-engineering en implementatie efficiënter en aanpasbaarder maakt.

• Energiebronnen, oogsting en batterijinnovatie bevorderen zelfvoorzienende apparaten en verlengen sensorlevensduur, wat leidt tot duurzamere en efficiëntere IoT-implementaties.

Slimme sensing uitblinkt naarmate deze en andere complementaire technologieën evolueren. Een veelzijdig slimme sensing-platform kan ongelijkheid voorkomen en interoperabiliteit, aanpasbaarheid en aanpasbaarheid bevorderen, zodat u het kunt afstemmen op één of veel IoT-toepassingen.

Dit artikel is geschreven door Brad Walters, Founder en CEO van Monnit. Voor meer informatie, bezoek hier of contacteer Mr. Walters via dit e-mailadres is beschermd tegen spambots. U heeft JavaScript ingeschakeld om het te kunnen zien..